JPH01117516A - クロック発生回路 - Google Patents

クロック発生回路

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JPH01117516A
JPH01117516A JP62276620A JP27662087A JPH01117516A JP H01117516 A JPH01117516 A JP H01117516A JP 62276620 A JP62276620 A JP 62276620A JP 27662087 A JP27662087 A JP 27662087A JP H01117516 A JPH01117516 A JP H01117516A
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clk
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phase clock
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Kazunori Nagasaki
長崎 和徳
Hisashi Fujiwara
藤原 久
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はクロック発生回路に関し、特に相補型MOS(
以下CMOSと称する)トランジスタを用いたクロック
発生回路に関する。
[従来の技術] 従来、マイクロコンピュータは、一般にクロックと称す
るタイミング信号によって内部動作が制御されていて、
各種制御信号はこのクロックに同期して変化する。この
クロックを発生される従来の回路を第3図に示す。また
第3図を説明するためのタイミング図を第4図に示す。
第3図においてvDDは正電源、10.20はCMOS
”?’構成されるNORゲート回路、3. 4. 5.
 31. 32.33,34はCMOSで構成されるイ
ンバータ回路、CLKはクロックソース入力信号、CL
Kl、CLK2はそれぞれ第1相、第2相のクロックの
出力信号である。本従来例は、単相クロックソースCL
Kからロウレベルがアクティブとなる2相クロックCL
KI、CLK2を生成するクロック発生回路である。こ
のような2相クロツクを用いたマイクロコンピュータを
安定に動作させるためには、CLKI、CLK2のそれ
ぞれのクロックはロウレベル期間の重なりがあってはな
らない。もしCLKI、CLK2が共にロウレベルにな
る期間があると、マイクロコンピュータ内部の信号は正
確に伝送されず、マイクロコンピュータの動作は期待し
ているものと異なってしまう。
このためCLKIとCLK2は第4図に示すようにロウ
レベル期間の重なりのないクロックとなっている。
第4図を参照にして第3図の動作を詳細に説明すると、
まずクロックソースCLKがロウレベルからハイレベル
に変化(以下、立ち上がりと称する)した場合には、−
NORゲート回路10の出力は、第2の入力(すなわち
インバータ回路32の出力)のレベルにかかわらず、N
ORゲート回路10の出力CLKI (オーバーパー)
はロウレベルとなる。従ってインバータ回路3の出力で
ある第1相のクロックCLKIはハイレベルになる。
このCLKIの立ち上がりはクロックソースCLKの立
ち上がりに対してほとんど遅れがない。−方クロックソ
ースCLKが立ち上がると、インバータ回路5の出力は
ハイレベルからロウレベルに変化(以下、立ち下がりと
称する)するため、NORゲート回路20の゛第1の入
力は即座にロウレベルとなるが、第2の入力(すなわち
インバータ回路34の出力は即座にロウレベルには変化
しない。これはロウレベルになったCLKI (オーバ
ーパー)が、インバータ回路33.34を経由してから
NORゲート20の第2の入力となるためである。NO
Rゲート回路20の出力CLK2 (オーバーパー)は
第1.第2の入力ともロウレベルになった時にハイレベ
ルへと変化し、インバータ回路4の出力である第2相の
クロックがロウレベルに変化する。このCLK2の立ち
下がりは前述のように、インバータ回路33,34の作
用によりクロックソースCLKの立ち上がりに対して遅
れたものとなる0次にクロックソースCLKが立ち下が
った場合には、上述とは逆に第2相のクロックCLK2
の立ち上がりは、クロックソースCLKの立ち下がりに
対し、はとんど遅れのないものどなるが、第1相のクロ
ックCLKIの立ち下がりはインバータ回路31.32
の作用によりクロックソースCLKの立ち下がりに対し
て遅れたものとなる。従って第4図に示したように、単
相のクロックソースCLKからロウレベル期間の重なり
のない2相クロックCLKI、CLK2が得られる。
なお、インバータ回路31. 32. 33. 34は
信号を遅延される役目を果たすため、トランジスタのゲ
ート長をり、  トランジスタのゲート幅をWとすると
、Lに対するWの比(以下W/Lと称する)を大きくと
ることが多い、また、2相クロックCLKI、CLK2
はマイクロコンピュータの内部回路の多くの部分に入力
するため負荷が大きく、この大きな負荷を安定に駆動す
るために、インバータ回路3と4のトランジスタのW/
Lは大きくとることが多い。
本従来例ではインバータ回路81と32.あるいはイン
バータ回路33と34という形で2段構成としているが
、4段あるいは6段(偶数段なら可)として、さらに遅
延の効果を大きくした例もある。
[発明が解決しようとする問題点] 上述した従来のクロック発生回路はロウレベル期間の重
なりのない2相クロツクを生成するために、信号遅延の
目的でインバータ回路を多数段必要とし、このようなり
ロック発生回路の個数が増加すれば集積化した場合にチ
ップ面積の増大につながり、安価にできないという欠点
を有している。
[発明の従来技術に対する相違点] 上述した従来のクロック発生回路に対し、本発明のクロ
ック発生回路は信号遅延のためのインバータ回路を必要
とせず、従来のクロック発生回路に比較してトランジス
タ数を大幅に減少させることが可能であるという相違点
を有する。さらに本発明のクロック発生回路は類似的な
CMOSゲートで構成され、トランジスタ数をさらに減
らして従来例と同等の効果を得ることができるという独
創的内容を有する。
[問題点を解決するための手段] 本発明の要旨は、第1入力と第2入力とを有し単相クロ
ックを第1の入力とする第1ONORゲート回路と、第
1入力と第2入力とを有し前記第1ONORゲート回路
の出力を第2の入力とし前記第1のNORゲート回路の
第2の入力に供給する第2のNORゲート回路と、前記
単相クロックを入力とし出力を前記第2のNORゲート
回路の第1の入力とする第1のインバータ回路と、前記
第1のNORゲート回路の出力を入力とする第2のイン
バータ回路と、前記第2のNORゲート回路の出力を入
力とする第3のインバータ回路とで構成され、前記第2
のインバータ回路の出力に第1相のクロックを取り出す
ための出力端を設け、前記第3のインバータ回路の出力
に第2相のクロックを取り出すための出力端を設けたこ
とである。
また、上述のNORゲート回路はソースが第1の電位に
接続された第1のPチャンネルトランジスタと、ソース
が第1のPチャンネルトランジスタのドレインに接続さ
れた第2のPチャンネルMOSトランジスタと、ソース
が第2の電位に接続されたNチャンネルMOSトランジ
スタとで構成され、第1の入力が第2のPチャンネルM
OSトランジスタと、NチャンネルMOSトランジスタ
のゲートに接続され、第2の入力が第1のPチャンネル
MOSトランジスタのゲートに接続され、第2のPチャ
ンネルMOSトランジスタとNチャンネルMOSトラン
ジスタの共通接続されたドレインを出力としたNORゲ
ート回路により構成される。
[実施例] 次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は一実
施例の動作を説明するためのタイミング図である。図中
第3図と同等の機能を有するものには、同じ番号、記号
を付しである。第1図においてVDDは正電源、1,2
は2入力の類似N。
Rゲート(完全なC0M構成ではない)、3,4゜5は
インバータ回路、101,102,201゜202.3
01,401,501はPチャンネルMOSトランジス
タ、103,203,302゜402.502はNチャ
ンネルMOSトランジスタである。さらにPチャンネル
MOSトランジスタ101,201はW/Lを小さくと
っである。
単相のクロックソースCLKがハイレベルに立ち上がる
と、NチャンネルMOSトランジスタ103がオン状態
となってCLKI (オーバーパー)は即座にロウレベ
ルへ、またインバータ回路3の出力である第1相のクロ
ックCLK1は即座にハイレベルへ変化する。一方クロ
ックソースCLKが立ち上がると、インバータ回路5の
出力はロウレベルになり、類似NORゲート回路2の第
2のPチャンネルMOSトランジスタ202がオン状態
、NチャンネルMOSトランジスタ203はオフ状態と
なる。このとき前述のようにCLKI (オーバーパー
)はロウレベルとなるため、PチャンネルMO5トラン
ジスタ201もオン状態へと遷移する。NチャンネルM
OSトランジスタ201と202が共にオン状態となる
ためCLK2 (オーバーパー)はハイレベルへと遷移
するが、PチャンネルMOSトランジスタ201はW/
Lが小さく(すなわちオン状態における等価抵抗成分が
大きく)駆動能力が通常のMOSトランジスタに比較し
て小さいことと、インバータ回路4のPチャンネルMO
Sトランジスタ401とNチャンネルMOSトランジス
タ402はマイクロコンピュータ内部の大きな負荷を駆
動するためにW/Lが大きく、等価的なゲート容量成分
が通常のMOSトランジスタに比較して大きいことより
、CLK2(オーバーパー)のハイレベルへの遷移は急
激でなくゆるやかなものとなる。換言すればPチャンネ
ルMOSトランジスタ201のオン状態における等価抵
抗成分とインバータ回路4のゲート容量成分で決まる時
定数によって、CLK2 (オーバーパー)はゆるやか
にハイレベルへと遷移する。従フて、インバータ回路4
の出力である第2相のクロックCLK2の立ち上がりは
クロックソースCLKの立ち上がりに対して遅れたもの
となる。次にクロックソースCLKが立ち下がった場合
には上述とは逆に第2相のクロックCLK2の立ち上が
りは、クロックソースCLKの立ち下がりに対し、はと
んど遅れのないものと成るが、W/Lの小さいPチャン
ネルMOS)ランジメタ1010オン状態における等価
抵抗成分と、W/Lの大きいインバータ回路3のPチャ
ンネルMOSトランジスタ301とNチャンネルMOS
トランジスタ302の等価的なゲート容量成分によって
決定する時定数に従って、第1相のクロックCLKlの
立ち下がりは、クロックソースCLKの立ち下がりに対
して遅れたものとなる。従って第2図に示したように、
単相のクロックソースから、ロウレベル期間の重なりの
ない2相クロックCLKl、CLK2が得られる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明のクロック発生回路は、信号
遅延のためのインバータ回路が不要であり、さらに類似
的なCMOSゲートで構成することでト“ランジスタ数
を減少させることができる。
具体的には第3図の従来例では22個のトランジスタを
必要とするが、第1図の実施例によれば、12個のトラ
ンジスタで従来例と同等の効果が得られることになり、
集積化した場合、チップ上の占有面積を大幅に小さくす
ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るクロック発生回路を示
す回路図、第2図は一実施例の動作を示すタイミング図
、第3図は従来のクロック発生回路を示す回路図、第4
図は従来例の動作を示すタイミング図、 1.2・・・・・・2入力類似NORゲート回路、10
.20番・・・2入力NORゲート回路、3、 4. 
5. 31. 32. 33. 34・Φφ・・・・・
・・・・インバータ回路、 101.102,201,202,301,401.5
01・・・・・・PチャンネルMOSトランジスタ、 103.203,302,402,502・φ・・・・
・・・・NチャンネルMOSトランジスタ、CLK・・
・・・クロックソース、 CLKI・・・・第1相のクロック、 CLK2・・・・第2相のクロック、 VDD・・・・・正電源。 特許出願人  日本電気株式会社 代理人 弁理士  桑 井 清 − 第1図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1入力と第2入力とを有し単相クロックを第1
    の入力とする第1のNORゲート回路と、第1入力と第
    2入力とを有し前記第1のNORゲート回路の出力を第
    2の入力とし前記第1のNORゲート回路の第2の入力
    に供給する第2のNORゲート回路と、前記単相クロッ
    クを入力とし出力を前記第2のNORゲート回路の第1
    の入力とする第1のインバータ回路と、前記第1のNO
    Rゲート回路の出力を入力とする第2のインバータ回路
    と、前記第2のNORゲート回路の出力を入力とする第
    3のインバータ回路とで構成され、前記第2のインバー
    タ回路の出力に第1相のクロックを取り出すための出力
    端を設け、前記第3のインバータ回路の出力に第2相の
    クロックを取り出すための出力端を設けたことを特徴と
    するクロック発生回路。
  2. (2)NORゲート回路はソースが第1の電位に接続さ
    れた第1のPチャンネルMOSトランジスタと、ソース
    が前記第1のPチャンネルMOSトランジスタのドレイ
    ンに接続された第2のPチャンネルMOSトランジスタ
    と、ソースが第2の電位に接続されたNチャンネルMO
    Sトランジスタとで構成され、第1の入力が前記第2の
    PチャンネルMOSトランジスタと前記NチャンネルM
    OSトランジスタとのゲートに接続され、第2の入力が
    前記第1のPチャンネルMOSトランジスタのゲートに
    接続され、前記第2のPチャンネルMOSトランジスタ
    と前記NチャンネルMOSトランジスタの共通接続され
    たドレインを出力とするNORゲート回路である特許請
    求の範囲第1項記載のクロック発生回路。
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